Rock

Μέτρηση του ρυθμού των κόκκινων βράχων πύργων της Γιούτα

Δεν θα τα δείτε να κινούνται όσο προσεκτικά κι αν τα παρακολουθήσετε.

Δεν θα ακούσετε τους κραδασμούς τους, ακόμα και με το αυτί σας πιεσμένο στον δροσερό ψαμμίτη.

Όμως, νέα έρευνα δείχνει ότι οι κόκκινοι πύργοι βράχου που βρέθηκαν στη Νότια Γιούτα και σε όλο το οροπέδιο του Κολοράντο βρίσκονται σε συνεχή κίνηση, δονούμενοι με τους δικούς τους χαρακτηριστικούς ρυθμούς τόσο μοναδικούς όσο και τα δραματικά προφίλ τους στο βάθος του μπλε ουρανού της ερήμου.

ΔΙΚΑΙΩΜΑΤΑ ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΑΣ: Ερευνητική Ομάδα Γεωκινδύνων

Υπερβολικό animation ενός από τους τρόπους λειτουργίας, ή τις κυρίαρχες κατευθύνσεις κίνησης, του Eagle Plume Tower, Γιούτα

Οι ερευνητές του πανεπιστημίου της Γιούτα γνωρίζουν καλά πώς οι πύργοι και οι καμάρες μοιάζουν, συστρέφονται και ταλαντεύονται ως απόκριση σε μακρινούς σεισμούς, ανέμους και ακόμη και κύματα του ωκεανού. Η πιο πρόσφατη έρευνά τους συγκεντρώνει ένα πρώτο στο είδος του σύνολο δεδομένων για να δείξει ότι οι δυναμικές ιδιότητες, δηλαδή οι συχνότητες με τις οποίες δονούνται τα πετρώματα και οι τρόποι με τους οποίους παραμορφώνονται κατά τη διάρκεια αυτής της δόνησης, μπορούν να προβλεφθούν σε μεγάλο βαθμό χρησιμοποιώντας τα ίδια μαθηματικά που περιγράφουν πώς οι δέσμες αντηχούν οι κτισμένες κατασκευές.

Η γνώση αυτών των ιδιοτήτων είναι ζωτικής σημασίας για την κατανόηση της σεισμικής σταθερότητας ενός βραχώδους πύργου και της ευαισθησίας του σε επικίνδυνους κραδασμούς. Αλλά είναι δύσκολο να λάβετε τα απαραίτητα δεδομένα, εν μέρει επειδή για να φτάσετε στη βάση των πύργων απαιτεί συχνά ταξίδι μέσα από ύπουλο έδαφος – και στη συνέχεια κάποιος πρέπει να τους σκαρφαλώσει για να τοποθετήσει ένα σεισμόμετρο στην κορυφή.

Ωστόσο, με τη βοήθεια έμπειρων ορειβατών, οι ερευνητές του Πανεπιστημίου της Γιούτα μέτρησαν τις δυναμικές ιδιότητες 14 πύργων βράχου και πτερυγίων στη Γιούτα, δημιουργώντας ένα μοναδικό σύνολο δεδομένων με διάφορα ύψη και σχήματα πύργων.

«Αυτή η ικανότητα να κάνουμε προβλέψεις σχετικά με τη θεμελιώδη συχνότητα ενός πύργου χρησιμοποιώντας μόνο το πλάτος, το ύψος και τις ιδιότητες των υλικών του πύργου είναι ισχυρή γιατί αυτό σημαίνει ότι κάποιος δεν χρειάζεται απαραίτητα να σκαρφαλώσει σε έναν πύργο 300 ποδιών (100 m) με σεισμόμετρο για να το βρει αυτό. πληροφορίες», λέει ο επικεφαλής συγγραφέας Riley Finnegan, διδακτορικός φοιτητής στη γεωφυσική. «Και η γνώση αυτών των πληροφοριών είναι σημαντική για οποιεσδήποτε εκτιμήσεις που σχετίζονται με τη σεισμική σταθερότητα ενός πύργου ή πιθανή ζημιά από κραδασμούς».

Η μελέτη δημοσιεύεται στο Επιστολές Σεισμολογικής Έρευνας και χρηματοδοτήθηκε από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών και το Γραφείο Προπτυχιακής Έρευνας του Πανεπιστημίου της Γιούτα.

Κλιμάκωση των κορυφών των πύργων

Ο Finnegan, ο Jeff Moore, αναπληρωτής καθηγητής γεωλογίας και γεωφυσικής, και οι συνεργάτες του έχουν περάσει χρόνια μετρώντας και καταλογίζοντας καμάρες και άλλες μορφές βράχου για να καταλάβουν πώς κινούνται. Μπορείτε να δείτε τα τρισδιάστατα μοντέλα τους εδώ και διαβάστε για τις σπουδές τους για Γέφυρα Ουράνιο Τόξο, Πύργος Castleton, πολλαπλές καμάρες συμπεριλαμβανομένου του Delicate Arch και ακόμη και το Matter Horn.

Το νέο τους σύνολο δεδομένων περιλαμβάνει τον μονόλιθο ύψους 279 ποδιών (85 m) του Eagle Plume Tower και τον πύργο Petard ύψους 147 ποδιών (45 m), και οι δύο στην Κοιλάδα των Θεών, Bears Ears, Γιούτα.

Βρείτε φωτογραφίες, βίντεο, κινούμενα σχέδια υπερβολικής κίνησης του πύργου, ακόμη και επιταχυνόμενες ηχογραφήσεις των δονήσεων του πύργου εδώ.

Για να φτάσουν τα σεισόμετρά τους στις κορυφές αυτών των πύργων, οι ερευνητές συνεργάστηκαν με την ειδικό στην αναρρίχηση Κάθριν Βόλινγκερ, η οποία μαζί με τον σύντροφό της ανέβηκαν στους πύργους τραβώντας τα όργανα στην κορυφή. Στη συνέχεια περίμεναν ενώ τα όργανα κατέγραφαν δεδομένα και τα μετέφεραν πίσω.

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν τη βοήθεια και άλλων. Ο Jackson Bodtker, ένας πρόσφατος πτυχιούχος τώρα στο Πανεπιστήμιο του Κάλγκαρι, σκαρφάλωσε τρεις πύργους σε μια μέρα. Ο Alex Dzubay, ένας ανώτερος σπουδαστής στη γεωφυσική, ανέβηκε έναν γκρεμό χιλιάδων ποδιών για να αποκτήσει πρόσβαση σε έναν πύργο. Η οικογένεια του Μουρ μάλιστα συνέβαλε, μετρώντας τις διαστάσεις των πύργων βράχου στην Αριζόνα.

«Τόσοι πολλοί ταλαντούχοι, πρόθυμοι και εξυπηρετικοί άνθρωποι συμμετείχαν στην επιτόπια εργασία», λέει ο Finnegan. «Μια ομάδα από εμάς πήγαμε σε τρεις από τις τοποθεσίες μετά τις αναρριχήσεις της Κάθριν για να πετάξουμε το drone για να φτιάξουμε τρισδιάστατα μοντέλα και εγώ προσωπικά μετά βίας μπόρεσα να φτάσω στο βάσηενός από τους πύργους, πόσο μάλλον να αρχίσουμε να σκεφτόμαστε να μεταφέρουμε τον εξοπλισμό μας στη βάση και μετά να σκαρφαλώσουμε με όλο αυτόν τον εξοπλισμό».

Σεβόμενος τη γη

Ορισμένες από τις τοποθεσίες που μελετήθηκαν έχουν ιδιαίτερη σημασία για τις τοπικές φυλές των ιθαγενών της Αμερικής, συμπεριλαμβανομένων των πύργων στην Κοιλάδα των Θεών, στο Bears Ears, στη Γιούτα. Η κοιλάδα, σύμφωνα με το Bears Ears Inter-Tribal Coalition, «…θεωρείται ιερή για τους Ναβάχο, οι οποίοι ερμηνεύουν τα γιγάντια μνημεία από ψαμμίτη ως αρχαίους πολεμιστές Ναβάχο παγωμένους στην πέτρα — και στον χρόνο».

Ο Finnegan λέει ότι οι ερευνητές συναντήθηκαν με δασκάλους από το Whitehorse High στο Montezuma Creek κοντά στην Κοιλάδα των Θεών και ότι ένας από τους μαθητές, ο Weston Manygoats, ήρθε μαζί τους για εργασία πεδίου. «Είναι εξαιρετικά ευφυής και εργατικός και ήμασταν πολύ ευγνώμονες για τη βοήθειά του», λέει ο Finnegan.

Η ερευνητική ομάδα προσπάθησε να ασκήσει επισκέψεις με σεβασμό κατά τη διάρκεια της επιτόπιας εργασίας της και συνιστά στους άλλους που επισκέπτονται την περιοχή Bears Ears να συμβουλεύονται τις οδηγίες από το συνασπισμός και επισκεφθείτε το Friends of Cedar Mesa Visitor Center στο Bluff, UT. Οι επισκέπτες καλούνται να παραμείνουν σε σηματοδοτημένα μονοπάτια, να επισκέπτονται πολιτιστικούς χώρους με σεβασμό, να αφήνουν οποιαδήποτε πολιτιστικά αντικείμενα όπως βρίσκονται και να αποφεύγουν να αγγίζουν την τέχνη της βράχου.

«Ελπίζουμε ότι αναγνωρίζοντας ότι αυτοί οι πύργοι κινούνται συνεχώς, τρέμουν, ταλαντεύονται και τρέμουν ως απάντηση στον άνεμο και την ενέργεια που διασχίζει τη Γη, οι επισκέπτες σε αυτά τα μερικές φορές ιερά τοπία θα έχουν ένα πρόσθετο επίπεδο σεβασμού και τελικά ότι οι μετρήσεις μας θα εμπνεύσουν ένα πνεύμα φροντίδας για αυτά τα εκπληκτικά μοναδικά μέρη», λέει ο Μουρ.

Βράχοι που λικνίζονται σαν δέντρα

ΔΙΚΑΙΩΜΑΤΑ ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΑΣ: Ερευνητική Ομάδα Γεωκινδύνων

Ένας βραχώδης πύργος που ονομάζεται “The Bike Seat”.

Συνολικά, αυτή η μελέτη συγκέντρωσε δεδομένα δονήσεων περιβάλλοντος για 14 βραχώδεις πύργους και πτερύγια που συλλέχθηκαν για αρκετά χρόνια. Ενώ η ομάδα είχε προηγουμένως αναφέρει μετρήσεις από μια ενιαία μορφή εδάφους, τον Πύργο Castleton ύψους 120 μέτρων, η νέα συλλογή είναι μεγαλύτερη και ευρύτερη από οποιοδήποτε σύνολο δεδομένων που είχε δημοσιευτεί προηγουμένως και εκτείνεται σε διάφορα ύψη και γεωμετρίες πύργου.

Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι θεμελιώδεις συχνότητες των πύργων βράχου κυμαίνονταν μεταξύ ~1 Hz (ένας κύκλος ανά δευτερόλεπτο) και 15 Hz, και ότι οι μεγαλύτεροι πύργοι έχουν χαμηλότερες θεμελιώδεις συχνότητες. Γενικά οι πύργοι λυγίζουν και λικνίζονται σαν δέντρα και ψηλά κτίρια. Σε υψηλότερες συχνότητες οι πύργοι στρίβουν γύρω από τον κεντρικό άξονά τους.

«Πιθανώς το πιο εκπληκτικό για μένα ήταν το πόσο καλά τα δεδομένα μας συμφωνούσαν με τη θεωρία και πόσο καλά τα μοντέλα μας υποστήριξαν τα δεδομένα», λέει ο Finnegan. Αυτή η θεωρία προβλέπει ότι η θεμελιώδης συχνότητα με την οποία δονείται μια δέσμη είναι ανάλογη με το πλάτος της διαιρούμενο με το τετράγωνο του ύψους της. Οι βράχοι ακολούθησαν σε μεγάλο βαθμό αυτή τη σχέση.

ΔΙΚΑΙΩΜΑΤΑ ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΑΣ: Ερευνητική Ομάδα Γεωκινδύνων

Υπερβολικό animation ενός από τους τρόπους κίνησης του The Bike Seat.

Οι προβλεπόμενες συχνότητες των δονήσεων των βράχων πύργων διέφεραν από τα παρατηρούμενα δεδομένα κατά περίπου 4%. Και η προβλεπόμενη γωνία των κινήσεων των πύργων απέκλινε από τα πραγματικά δεδομένα κατά 14° κατά μέσο όρο».

«Ίσως είμαι υπερβολικά ενθουσιασμένος και έκπληκτος για αυτό», λέει ο Finnegan, «αλλά έχω φτιάξει αρκετά μοντέλα από αψίδες βράχου σε κάποια από τα άλλα έργα μας που απογοητευτικά δεν παρήγαγαν ισχυρές αντιστοιχίες με τα δεδομένα, οπότε ήταν αναζωογονητικό να να μπορώ να προβλέψω τις λειτουργίες του πύργου δεδομένης της γεωμετρίας.”

Οι νέες μετρήσεις, μαζί με προηγουμένως δημοσιευμένα δεδομένα, παρέχουν καθοδήγηση για την εκτίμηση των φυσικών συχνοτήτων άλλων πύργων βράχου, πυλώνων και πτερυγίων, σε διαφορετικά περιβάλλοντα σε όλο τον κόσμο, τιμές που απαιτούνται για τη διεξαγωγή εκτιμήσεων σεισμικής σταθερότητας και κινδύνου δόνησης. καθώς και.όπως αξιολογεί την πιθανή ένταση της παρελθούσας δόνησης. Γνωρίζοντας πώς να προβλέψουμε τις ιδιότητες των πύργων βράχου, λέει ο Finnegan, είναι πολύ πιο εύκολο να αξιολογήσουμε την υγεία ενός πύργου με λιγότερες μετρήσεις.

«Μερικές από τις πιο συναρπαστικές στιγμές που είχα στο πεδίο είναι στιγμές που μπορώ να επιβραδύνω, να κάθομαι και να ακούω και να φαντάζομαι αυτούς τους πύργους σε κίνηση», λέει ο Μουρ. «Δεν μπορούμε να δούμε ή να ακούσουμε ή να αισθανθούμε την κίνησή τους, αλλά είναι πολύ αληθινή και πάντα (και πάντα) συμβαίνει. Για μένα, αυτή η νέα προοπτική δημιουργεί μια ανανεωμένη και οικεία σύνδεση με το τοπίο».

Βρείτε την πλήρη μελέτη εδώ.

Εύρεση πολυμέσων (φωτογραφίες, βίντεο, ήχος και μοντέλα 3D) εδώ.

About the author

admin

Leave a Comment